چگونه اثر دفع سینی عملیات حرارتی تحت خلاء بر کیفیت قطعه کار تأثیر می گذارد؟

در تولید سطح بالا ، فناوری عملیات حرارتی خلاء به دلیل ویژگی های عدم اکسیداسیون ، تغییر شکل کم و کنترل دقیق دما ، به طور گسترده در هوافضا ، تجهیزات پزشکی و ابزارهای دقیق مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال ، یک پیوند غالباً نادیده گرفته شده در این فرآیند - اثر جداکننده (پیشی گرفتن) سینی عملیات حرارتی - ممکن است به "قاتل نامرئی" از کیفیت قطعه کار تبدیل شود.
1. مکانیسم و ​​منبع اثر جداکننده
در محیط خلاء ، مولکول های گازی (مانند H₂O ، O₂ ، Co₂ و غیره) که بر روی سطح سینی عملیات حرارتی و قطعه کار جذب می شوند ، و همچنین گازهای حل شده در مواد (مانند H₂ ، N₂) به دلیل درجه حرارت بالا و شرایط فشار کم به سرعت آزاد می شوند. این فرایند "degassing" نامیده می شود. به طور خاص ، هنگامی که چگالی مواد سینی (مانند گرافیت ، فولاد ضد زنگ یا سرامیک) کافی نیست یا پیش تصفیه کافی نیست ، مواد فرار (مانند گوگرد و ترکیبات فسفر) که در منافذ آن باقی مانده است ، بیشتر اثر دشت را تشدید می کند. به عنوان مثال ، هنگامی که سینی گرافیت بالاتر از 600 درجه سانتیگراد است ، میزان انتشار گوگرد ممکن است به 10 درجه PA · m³/s برسد ، و به طور قابل توجهی محیط خلاء را آلوده می کند.
2. تأثیر منفی اثر جداکننده بر کیفیت قطعه کار
آلودگی سطح و اکسیداسیون
مولکول های گاز آزاد شده توسط Degassing با سطح قطعه کار واکنش نشان می دهند. به عنوان مثال ، هنگامی که فشار جزئی اکسیژن بیش از 10 درجه PA باشد ، یک لایه اکسید شکننده (Tio₂) روی سطح آلیاژ تیتانیوم تشکیل می شود و در نتیجه باعث کاهش عمر خستگی بیش از 30 ٪ می شود. بخار آب ممکن است باعث "آغوش هیدروژن" از فولاد کربن بالا شود و باعث ریزگردها شود.
انتقال حرارت ناهموار
باقیمانده گاز باعث کاهش یکنواختی محیط خلاء می شود و در نتیجه باعث کاهش راندمان تابش حرارتی بین سینی و قطعه کار می شود. داده های تجربی نشان می دهد که هنگامی که درجه خلاء از 10 pa به 10 ⁻ pa کاهش می یابد ، انحراف میزان گرمایش از کار آلیاژ آلومینیوم می تواند به 15 ٪ برسد و باعث گرم شدن بیش از حد محلی یا سوزاندن آن می شود.
خراب شدن خصوصیات مواد
در طی فرآیند جداسازی ، ممکن است عناصر اصلی برخی از آلیاژها (مانند منیزیم و روی) به دلیل گازسنجی از بین بروند. با استفاده از آلیاژ آلومینیوم حمل و نقل هوایی 7075 به عنوان نمونه ، برای هر 0.1 ٪ افزایش در میزان از دست دادن منیزیم ، استحکام کششی آن در حدود 50 مگاپاسکال کاهش می یابد.
3. استراتژی بهینه سازی: بهبود مشارکتی از مواد به فرایندها
بروزرسانی مواد پالت
انتخاب مواد با سرعت پایین ، مانند رسوب بخار شیمیایی (CVD) گرافیت روکش شده با کاربید سیلیکون ، می تواند باعث کاهش انتشار گوگرد به 10 pa · m³/s شود. کامپوزیت های مبتنی بر سرامیک (مانند Al₂o₃-SIC) هم از نظر حرارتی کم و هم از هدایت حرارتی بالایی برخوردار هستند.
نوآوری فرآیند پیش درمانی
پیش از پخت سینی (800 ℃ ، 10 ساعت بازپرداخت خلاء) می تواند بیش از 90 ٪ گاز جذب شده را از بین ببرد. تحقیقات ناسا نشان می دهد که انتشار گاز سینی های استیل ضدزنگ تحت درمان در یک کوره خلاء 76 ٪ کاهش می یابد.
فناوری کنترل خلاء پویا
در مرحله گرمایش ، از پمپ مولکولی و یک پمپ کرایوژنیک برای تثبیت درجه خلاء زیر 10 درجه سانتیگراد استفاده می شود. در مرحله خنک کننده ، گاز آرگون با خلوص بالا (خلوص 99.999 ٪) برای مهار مؤثر اکسیداسیون ثانویه معرفی می شود. $ $ $